人类正面临着前所未有的能源危机所带来的各种挑战，例如，人类生存离不开煤炭、石油、天然气等化石能源，然而这些能源都是不可再生能源，越用越少，与此同时，却有大量的热能被浪费，故而，自由调控热能一直是人类的一个梦想，热超构材料（thermal metamaterial）正是为此梦想应运而生。热超构材料是一类人工设计的结构功能材料，其设计理论被国内外同行公认为2008年诞生的变换热学理论。变换热学理论是指通过两种不同空间之间的坐标变换，从而实现把空间几何结构参数精确耦合进热导率等热学参量的一种理论方法。十几年来，随着国内外相关研究的持续深入，热超构材料理论已经冲出变换热学理论框架，取得了若干新突破。本书将介绍基于热超构材料理论设计的24种具有代表性的热能调控技术，其覆盖了宏观尺度热传递的三种基本形式，即热传导、热对流和热辐射。针对这些技术的理论设计，本书还给出计算机仿真模拟结果和部分实验室实验验证，并详细介绍了这些技术的要点、背景、内容和实施方式。至于理论设计背后详细的公式推导过程，则在习题中介绍或提供具体线索，以方便有兴趣者参考、跟进。
本书可作为物理学、动力工程及工程热物理、材料科学与工程三个一级学科研究人员的参考资料，亦可作为高等院校、科研院所本科生或研究生的热力学·统计物理、传热学或工程热力学、材料热力学或结构材料学与功能材料学等课程的教辅，甚或教材。

黄吉平，复旦大学物理系教授、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者。学习和工作简历：2003年获得香港中文大学物理系博士学位，其后在德国马普学会高分子研究所做博士后、洪堡学者，各一年。2005年9月-2007年2月，复旦大学物理系研究员；2007年3月起，复旦大学物理系教授；2012年12月起，复旦大学物理系“谢希德青年特聘教授”；2018年1月起，复旦大学特聘教授。2006年2月起，复旦大学物理系博士生导师。2007年1月-2009年3月、2020年7月起，复旦大学物理系副主任。2009年6月-12月，美国哈佛大学物理系访问学者。2012年获得国家基金委优秀青年基金，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”；2017年获得国家杰出青年科学基金。

前言
第1章 导言
1.1 能源与热能
1.2 热能调控技术、热超构材料、变换热学及其扩展理论
1.3 参考文献
第2章 环境温差中零能耗保温技术
2.1 技术概要
2.2 技术要点
2.3 技术背景
2.4 技术内容
2.5 实施方式
2.6 参考文献
2.7 本章习题
第3章 环境温差中负能耗保温技术
3.1 技术概要
3.2 技术要点
3.3 技术背景
3.4 技术内容
3.5 实施方式
3.6 参考文献
3.7 本章习题
第4章 热导率智能适应技术
4.1 技术概要
4.2 技术要点
4.3 技术背景
4.4 技术内容
4.5 实施方式
4.6 参考文献
4.7 本章习题
第5章 温度系数增强技术
5.1 技术概要
5.2 技术要点
5.3 技术背景
5.4 技术内容
5.5 实施方式
5.6 参考文献
5.7 本章习题
第6章 局域热流线旋转技术
6.1 技术概要
6.2 技术要点
6.3 技术背景
6.4 技术内容
6.5 实施方式
6.6 参考文献
6.7 本章习题
……
第7章 针对热传导和热对流的变色龙超壳层设计技术
第8章 针对热传导和热辐射的热隐身斗篷设计技术
第9章 针对热传导和热辐射的热透明技术
第10章 针对热传导和热辐射的热扩展技术
第11章 基于多孔介质的热学功能调控技术
第12章 一种在热学扩散系统中实现双稳态及多稳态的技术
第13章 热控智能开关热隐身斗篷设计技术
第14章 能根据不同环境温度进行功能切换的热隐身斗篷和热聚集器双功能器件设计技术
第15章 能够隐身的热空腔技术
第16章 能够呈现任意热像图的数码热超构表面设计技术
第17章 热学“点石成金”技术
第18章 基于等效热偶极子的热幻像技术
第19章 呈现热学变色龙现象的各向异性单壳层结构设计技术
第20章 呈现热学变色龙现象的各向同性双壳层结构设计技术
第21章 不受边界约束的热传导技术
第22章 基于双壳层结构的热学放大和外部热隐身斗篷设计技术
第23章 周期颗粒热透明技术
第24章 热对流伪装技术
第25章 基于表观负热导率的热幻像技术
第26章 总结